Nació en el seno de una acaudalada familia (su padre, Alberto Bruni, era un hombre de negocios y compositor de ópera; y su madre, Marisa Borini, actriz y pianista). No obstante, años después descubrió que su verdadero padre no es quien la crió sino el empresario Maurizio Remmert, instalado en Brasil, con el que su madre, 17 años mayor que él, tuvo un breve romance. Su madre le contó su verdadero origen tras la muerte de su marido, en 1996. Tiene una hermana mayor, Valeria Bruni-Tedeschi (1964), que es una conocida actriz; y un hermano, Virginio, que falleció de sida en 2006, a los 46 años, motivo por el cual ella es una abanderada de la lucha contra esta enfermedad. Por parte de su padre biológico tiene una medio hermana, Consuelo.
En 1975 su familia se mudó a Francia por miedo a los secuestros de las Brigadas Rojas italianas, muy activas en esa época. Carla recibió una educación exquisita y cosmopolita, en escuelas privadas en Suiza y en París, con una parte fundamental dedicada a la música, pues toca el piano y la guitarra. Además, estudió Arquitectura y le interesan el Arte y la Literatura.
Sin embargo, Carla Bruni no se dio a conocer por nada de esto, sino por su belleza y espectaculares medidas. A los 19 años apostó por el mundo de la moda y rápidamente entró en una agencia importante. En 1988 ya era considerada como una de las mayores top models internacionales, formando parte de la mítica generación de Cindy Crawford, Linda Evangelista y Claudia Schiffer. Una carrera plagada de desfiles y portadas, en los que fue una de las musas del diseñador Yves Saint Laurent.
Solo diez años duró su carrera como modelo, ya que sin haber cumplió los 30 años decidió dejarla y dedicarse por entero a su pasión por la música. En 1999 lanza “Si j’étais elle”, con seis canciones escritas por ella misma, del que se vendieron 250.000 copias. En 2002 compone junto a Louis Bertignac “Quelqu’un m’a dit”, en la que su voz rasgada y acompañada solo por la guitarra, seduce a más de dos millones de compradores en todo el mundo y se la empieza a tomar muy en serio en el negocio logrando premios como el Raoul Breton. En 2007 publica el disco “No promises”, con textos de poetas como Yeats, Auden y Emily Dickinson, si bien con escasa repercusión.
Su cuarto álbum, “Comme si de rien n’était” (2008) salió al mercado cuando ya estaba casada con Nicolas Sarkozy, entonces presidente de Francia. Con el político tuvo a su segunda hija, Julia, nacida el 19 de octubre de 2011. Carla ya tenía un hijo, Aurélien (2001), fruto de su relación con el editor literario Jean Paul Enthoven.
Carla Bruni ejerció como perfecta Primera Dama de Francia, realizando diversos viajes de Estado a Reino Unido y España, y centrándose en labores humanitarias, sobre todo en la lucha contra el sida y la tuberculosis. En esa etapa incluso hizo un pequeño papel como actriz en “Medianoche en París”, de Woody Allen. Carla Bruni permaneció en el Elíseo hasta 2012, año en el que su marido fue relevado.